刘晓伟，尤静林，王媛媛，王晨阳，刘 钦，王 静，赵 婷

(上海大学 上海市现代冶金与材料制备重点实验室，上海 200072)

当代铝电解工业普遍采用霍尔−埃鲁铝电解法[1]，选取冰晶石(Na3AlF6)作助熔剂，氧化铝在高温状态下溶解于冰晶石，电导性和稳定性较好，因此，霍尔−埃鲁法电解铝在铝电解工业中使用越来越广泛。

在铝电解过程中，目前存在阳极效应、电导率降低、电流效率较低和溶解度下降等诸多问题[2−3]，它们与冰晶石−氧化铝熔体中形成的复杂络合离子的微观结构密不可分。熔体中络合离子的种类及结构决定了熔盐的物化性能，所以探究熔体中络合离子的存在形式，有助于改善铝电解的环境条件，进一步提高电解效率。

在过去相当长的一段时间内，已有研究者通过高温拉曼光谱[4−5]、X 射线衍射[6]和统计力学方法[7−8]对冰晶石−氧化铝系熔盐结构进行了深入研究，认为熔盐主要以铝氟络合离子和铝氟氧络合离子等形成存在，但目前对络合离子的研究仍未达成共识，关键是缺乏合适的实验甄别和理论模拟方法。随着现代计算机模拟技术的发展，量子化学ab initio计算方法已经越来越多地应用到熔盐结构的研究中，肖丽等[9]利用此方法对铝氟酸盐体系的典型晶体进行了研究，与拉曼光谱实验结果吻合较好，同时也得出冰晶石在常温下主要以 AlF63−形式存在的结论。赵婷等[10]也利用此方法研究了熔盐中铝氟络合离子的结构，发现拉曼振动频率能较好地反映微环境的差异。……